“uppdatera)dina)kunskaper)i) … av värmechockfaktorer, hsfs modified from morimoto, genes dev.,...
TRANSCRIPT
“Uppdatera)dina)kunskaper)i)molekylärbiologi,)genteknik)och)
funk:onell)genomik”)
Sommarkurs)för)biologilärare)3?4.6.2015)
Pia)Roos?MaJjus,)PhD,)docent,)akademilektor)i)molekyärbiologi)
Vårt)gene:ska)material)
• DNA)finns)i)kärnan)och)mitokondrierna)
• Proteiner)som)produceras)modifieras)posJransla:onellt)t.ex.)genom)klyvning)eller):llsats)av)olika)kemiska)grupper)(fosfat,)lipider)etc))
Wikipedia)
• DNAt)packas)ihop)kring)histoner)för)aJ)bilda)en)nukleosom)
• FortsaJ)packning)för)aJ)få)en)kromosom))
• Histonerna)reglerar)packningen)av)DNAt)
Sadava)et)al,)Life)
Funk:onell)genomik))
• Förstå)sambandet)mellan)en)organisms)genom)och)dess)fenotyp)
• Sekvensering)av)genom)– Lite)material)behövs)och)resultat)fås)på)kort):d)– Många)moderna)avancerade)tekniker)utvecklade)för)sekvensering)
– Priset)sjunker)hela):den,)nu)ca)8000)euro/person)(prov))
)• Bioinforma:k)vik:gt,)mycket)data)genereras)
Vårt)genom)och)ENCODE)projektet)
• ENCODE:)encyclopedia)of)DNA)elements)• Ca)20?22)000)gener)upptar)ca)1.5%)av)vårt)genom)på)3.2)miljarder)baspar)
• Vad)gör)resten)av)vårt)genom?)Är)det)“skräp)DNA”?)• ENCODE)projektet)samlar)forskare)för)aJ)gemensamt)studera)olika)cellinjer))
www.encodeproject.org)hJp://www.nature.com/nature/journal/v489/n7414/full/489052a.html))
Nukleosomer)måste)modifieras)och)flyJas)för)aJ)transkrip:on)skall)kunna)ske)
Sadava)et)al,)Life)
ENCODE)
ENCODE)
Nature)489,)52–55)(2012))
Resultat)från)ENCODE)projektet)hiils)
• En)stor)del)av)vårt)genom)(80%))är)“åtminstone)involverad)i)en)biokemisk)fun:on”)
• En)stor)del)av)vårt)genom)innehåller)regulatoriska)sekvenser)som)påverkar)genuJryck)
• Det)finns)många)muta:oner)“utanför”)den)egentliga)gensekvensen)som)påverkar)genuJryck,)kan)t.ex.)leda):ll)sjukdom,)dessa)muta:oner)kan)vara)endast)en)nukleo:d!))
Funk:onell)genomik))• Förstå)sambandet)mellan)en)organisms)genom)och)dess)
fenotyp)• Sekvensering)av)genom)• ENCODE)projektet)–)vad)har)vårt)DNA)för)funk:on?)• Studera*transkriptomet,)dvs)alla)gener)som)uJrycks)i)en)
viss)celltyp)–)DNA)“chip”/“mikroarray”)analys)eller)RNA)sekvensering)
• Studera)proteomet,)dvs)alla)protein)som)finns)i)en)cell)vid)en)viss):dpunkt,)mängd)av)protein)och)olika)modifieringar)av)proteinet)
• Bioinforma:k)vik:gt,)mycket)data)genereras)
Mikroarray)(DNA)chip))analys)
• För)aJ)mäta)uJryck)av)olika)gener)i)olika)prov/vävnader))
• På)en)liten)“chip”)kan)synte:ska)DNA)fragment)bindas)
• cDNA)från)två)olika)källor)(vävnader)etc))märks)med)olika)fluorescenta)färger)och)hybridiseras):ll)“chipen”/mikromatrisen)och)kan)detekteras)
Sadava)et)al,)Life)
“DNA)chips”)och)medicinsk)diagnos)• Jämförde)cancerpa:enter)som)behandlades,)i)vissa)fall)överlevde)en)del)av)cancercellerna)behandlingen)
• Iden:fierade“profiler)av)genuJryck”)(ca)70)gener))hos)tumörer)som)är)aggressiva)och)kräver)annorlunda)behandling)
Sadava)et)al,)Life)
Personlig)medicin)
• Söker)emer)olika)biomarkörer)(förutom)gener,)markörer)i)blod)och)urin))som)kan)hjälpa)aJ)bestämma)vilket)läkemedel)som)behövs)för)en)pa:ent)med)en)viss)diagnos)
• Få)räJ)medicin):ll)räJ)person)vid)räJ):llfälle)
Gentester)
• Oma)PCR?baserade)• Via)sjukhus))och)forskningsrelaterade)tester)• Via)nätet)• Via)apoteket)(yesnotest.fi))
– Gentest)för)viktkontroll,)laktosintolerans)etc)– Självtest)för)kvinnor)med)bakterie?)eller)svampbesvär)i)underlivet)
23andme.com)
• Får)endast)sälja)gentest)kopplade):ll)sjukdomar)i)Europa)o)Canada,)inte)i)USA)
• I)USA)endast)släktskapstest)
E:k)
• Kan)vem)som)helst)få)tag)på)gentestresultat)eller)DNA)sekvenseringsresultat?)
• Vad)får)denna)informa:on)användas):ll?)
• USA:)GINA,)gene:c)informa:on)nondiscrimina:on)act)
• EU)och)Europa:)Europarådet,)Human)rights)and)rule)of)law?bioethics))
hJp://www.genome.gov/24519851)hJp://www.coe.int/t/dg3/healthbioethic/default_en.asp)
Rekombinant)DNA)teknik)vid)framställning)av)läkemedel)
• Över)500)proteiner)framställs)(insulin,):llväxraktorer,)an:kroppar))– Framställs)i)växter,)bakterier,)ägg,)djur,)humana)celler)mm)
• Vacciner,)tex)mot)papillomvirus)– Gardasil: vaccin som innehåller virus-liknande partiklar
som är uppbyggda av det vanligaste kapsid-proteinet från 4 olika former av papillomvirus
– Uttrycks separat i rekombinanta S. cerevisiae jäststammar, renas och blandas ihop för att få ett ”kvadrivalent” (fyrfaldigt) vaccin
Rekombinant)DNA)teknik)vid)framställning)av)läkemedel)
www.laakekasvatus.fi/framsida)
Aktivering av värmechockfaktorer, HSFs
Modified from Morimoto, Genes Dev., 2008
PATHOPHYSIOLOGICAL*STATE*
Fever*&*Inflamma>on*
Ischemia*&*Oxidant*injury*
Neurodegenera>ve*disease*
CELL*GROWTH*&*DEVELOPMENT*
ENVIRONMENTAL*STRESS*
Cell*cycle*
Growth*factors*
Development*&*Differen>a>on*
Inhibitors*of*energy*metabolism*
Heavy*metals*
OxygenQfree*radicals*
Heat*shock*
Viral**&*Bacterial*infec>on*
Metabolic*disease*
Immune*systems*disease*
Cancer*
PROTEIN*CONFORMATION*DISEASE*
Oncogenes*&*ProtoQoncogenes*